天天热点评！建筑抗震阻尼器工作原理 高层建筑的定海神针

hello大家好，我是大学网网小航来为大家解答以上问题，建筑抗震阻尼器工作原理，高层建筑的定海神针很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

(相关资料图)

5月18日，有这样的一个视频被刷上了热搜！

中午12时3分至13时，深圳赛格广场大楼出现晃动现象，楼内人员开始紧急疏散，尽管现场引导有序，15000人全部安全撤离，并未出现人员伤亡。

这被视为深圳地标性的建筑，高达291.5米的大楼的晃动，除了让赛格广场大楼的楼价直接损失了18万平方米外，还同时让我们心头有一个越来越大的疑惑。

如今，世界上的高楼一直不断向新的高度冲击，而它们面对的，除了地震外，还经常受到大型台风的影响，那这些建筑物怎么才能保证自己不“随风飘荡”呢？

这就和我们今天要聊的东西密切相关了

风阻尼器

在聊风阻尼器前我们先认识一下它，阻尼器其实是一个物理名词，指的是对力进行衰减和对能量进行消耗，具有缓冲减震的效果，现在我们在阻尼器前面加个风，那就好懂一些了，所谓的风阻尼器就是高层建筑应对建筑物震动，吸收震波的一种装置。

如果有小伙伴去过高楼顶部

一定会发现一个现象，那就是高楼其实并不是岿然不动的，而是高度越高就摇晃得越厉害，不过，先把心放回肚子里，因为这是工程师有意而为之的。

一般来说，在距离地面高度10米处的风速达到5米/秒，在90米的高空，风速就会高达15米/秒，再往上，风力也更加强大，当风速达到10米/秒时，大楼就会产生晃动。

那对于高层建筑来说，除了需要“自身硬”的抗风抗震结构外，还需要“四两拨千斤”的能力，风阻尼器可是不是随便就跟着大楼开始摇晃的，而是在摇摇晃晃中化解了风险。

要知道，没有安装风阻尼器的大楼在遇到强风时，很有可能面临的就是——吹折。

因为高空中的风力极强，当高楼在风阻中受到的力也很大，就会产生倾斜，而此时高楼选择宁折不弯，只会承受越来越大的压力，最后面临相当严重的后果。

而风阻尼器就发挥了它的用处，最常见的风阻尼器是在高层建筑靠上部位的楼层装的一个大铁球，而这个大铁球配置了传感效应，会在台风来袭时检测建筑物的摇晃程度，然后通过计算机控制整个装置，让阻尼器随着风吹的方向摆动，通过弹簧和液压装置来控制阻尼器，能部分抵消大楼的风吹震动。

简单来说，就是在遇到较大风力时能减小建筑物的摇晃，在实际的运用上，首先要提到的就是台北101，101大厦设置有世界最大的风阻尼器，其外观为金色球体，直径达5.5米、重680公吨，它不仅为全球最大，也是全球唯一外露式的，可供游客参观的风阻尼器。

台北101大厦的风阻尼器从92层吊下来，像钟摆一样抵消台风的风力，用巨大的涂压式活塞紧紧系在大楼结构上，一旦大楼移动，阻尼器也跟着动，只不过方向相反，就靠这股抵抗力缓和风势，活塞让阻尼器不会过度摆荡。

高层的阻尼器有很多种实现方式，但大多都是隐藏起来的，像台北101大厦这样把它公开展示于公众面前的很少有，于是它也吸引了众多人慕名去参观。

在2015年8月8日，台风"苏迪罗"带来强风暴雨，不仅使台北101大厦以及观景台罕见暂停营业一天，台北101大楼内的防震阻尼器摆动幅度达100公分之大，摆动幅度创史上最大。

同样的，作为中国第一高楼的上海大厦也必须解决“随风摆动”这一问题，总高达到632米的上海大厦，在多方面的设计都考虑了地震和大风导致的摆动。

首先是它的建筑外形，采用的不是通常超高建筑的多面体或者三角，而是一个扭曲的复杂曲面形状，随高度上升每层扭曲角度接近1度，这样的设计能减缓甚至避免脱体涡流的发生，也就能减缓建筑的晃动。

尽管在外形优化后的上海中心大厦将大风引起的晃动降到了最低，但架不住其整体迎风面积达 层高太高的因素，因此晃动仍然是不可避免。

此时，风阻尼器又发挥了自己的功力，“上海慧眼”是上海中心大厦的主动抗风抗震的阻尼设计，但很抱歉这只是一个艺术表现而已，而真正的抗震抗风设计原理并不在此，真正阻尼位置就在“上海慧眼”的下方。

这个主阻尼器的总质量达到了1000吨，安装位置是在距离地面584米，位于126层的大楼顶部，2019年8月份的“利奇马”台风袭击了上海，这场台风的风力达到了12级以上，使位于上海浦东新区的上海中心大厦也接受了这场台风的洗礼。

大厦中的风阻尼器单边摆动的极限是2米，因为“利奇马”的影响，风阻尼器的单边摆动已经超过了50厘米，瞬间峰值甚至一度达到了70厘米，创下了上海大厦自启动以来摆动的最大幅度，足以可见阻尼器的威力。

与上海大厦不同，上海环球金融中心则是采用了两个重达150吨，长宽各有9m的“大家伙”，这两个风阻尼器的外部是3层蓝色的钢质框架，中间桔红色的是用钢索悬吊的重100多吨的配重物，这个配重物是与环球金融中心本身自振频率相一致的振动体。

在配重物的下面安装了驱动装置，通电后，一旦建筑物因强风产生的摇晃可以通过传感器传至风阻尼器，此时风阻尼器的驱动装置，会控制配重物的动作进而降低建筑物的摇晃程度，使用了这一装置之后，能把强风加在建筑物上的加速度降低40%左右。

这样一来，即使遭受强风袭击，建筑内的人也基本感觉不到建筑物的摇晃。另外，风阻尼器也可以降低强震对建筑物，尤其是建筑物顶部的冲击。

看了这么多正确案例，我们再回到开始的那个事件，既然风阻尼器在应对强风如此有效，那赛格大楼为何还会发生晃动呢？

经过官方调查结果确定，赛格大楼并没有安装风阻尼器，这便一石激起千层浪，细究起来，应该源于当时的设计结构局限，毕竟专业的结构师都给了赛格大厦不差的评价，所以说当时没有安装风阻尼器应该也是充分考虑过的。

但这一次的晃动让我们不禁产生另一个疑问，现在的赛格大厦还能安装风阻尼器吗？

实际上风阻尼器的安装和设计都要与大楼本身的参数高度匹配才行，它的重量一般在大楼重量的1%左右，如此重物并不是你想安装就能安装的，且风阻尼器是一个完整的系统，涉及传感器和自动控制系统。

虽说是否加装一个确实可能解决此问题，但如何加装，是否加装都还是一个值得考量的问题，现在，阻尼器在很多行业和领域都有广泛的应用，例如汽车上安装阻尼器能有效减少车体的振动，在发生碰撞时也能在抵消一部分的动能，减少车内的晃动，保证人员安全。

后来，才慢慢将阻尼器用于建筑物的减震效能上，风阻尼器除了在强风来临时减少楼体晃动，还能在地震时起到一定的作用，它能降低强震对建筑物顶部的冲击，随着科技的发展，风阻尼器的使用也将日渐普及。

我们的生活只会越来越安全，也越来越向前！

本文就为大家讲解到这里，希望对大家有所帮助。